王世龍

摘要：本文簡要介紹了2012年陽江陽東地區(qū)配電線路雷擊情況，在對配電網(wǎng)架空線路感應(yīng)雷過電壓產(chǎn)生機理進行了探討分析，找出了架空絕緣導線斷線的原因，并針對存在的問題提出提高絕緣導線防雷能力的措施。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；絕緣導線；感應(yīng)雷過電壓；防護措施

前言：

10kV配電線路是電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級線路。由于眾所周知的原因，10kV線路的絕緣水平普遍較低，不僅在雷直擊導線和塔頂時會閃絡(luò)引起跳閘，而且在雷電擊中周邊的樹木或建筑時，因感應(yīng)電壓過高也會導致閃絡(luò)。

目前我國各地區(qū)10kV配電線路采用絕緣導線作為架空配電線路的愈來愈多，與架空裸導線相比，絕緣線路有效地解決解決了外物如樹枝、拋物等對架空裸線的影響，因線路短路故障而跳閘事件急劇減少，有效地減少了停電時間，提高供電可靠性；與地下電纜相比，絕緣線路具有投資省、建設(shè)快的優(yōu)點，但也帶來了一些新的技術(shù)問題，絕緣導線在運行中遭受雷擊斷線故障就是其中之一。陽東供電局建設(shè)的架空絕緣導線在總的10kV線路中占得比例越來越大，雷擊斷線問題也十分突出，引起了運行管理人員及局領(lǐng)導的高度重視。因此，對絕緣線路固有的雷擊斷線問題決不能等閑視之，本文針對這一問題綜合有關(guān)資料就雷擊斷線問題從原理上進行分析并提出一些經(jīng)濟有效的對策。

一、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析

陽東供電局由于在前5年的配網(wǎng)改造中大范圍地使用的架空絕緣導線，雷擊斷線問題一直存在，且由于2012年期間雷暴天氣異常強烈，更使得雷擊斷線問題凸顯出來。

（一）陽東供電局10kV線路情況

截止2012年底，陽東供電局10kV公用線路69回，專用線路12回，架空裸導線809km，架空絕緣導線長度為392km，占架空線路總長度的32.63%。

1.統(tǒng)計2012年全年，陽東供電局10kV線路累計故障停電109次，因雷擊引起的故障合計49次，占故障總次數(shù)的44.95%，雷擊引起導線斷線的故障12次，占故障總次數(shù)的11.01%。

發(fā)生過雷擊斷線的線路有：赤潭站10kV雅韶線、北津線、臺丹線；合山站10kV工業(yè)區(qū)甲線、合畔線、水電線、那龍線；塘坪站10kV新塘線（2次）；大八站10kV空沖陂線、江河線、壩后線。12次斷線都是架空絕緣導線，目前陽東地區(qū)大八鎮(zhèn)、合山鎮(zhèn)、塘坪鎮(zhèn)、紅豐鎮(zhèn)、北慣鎮(zhèn)等空曠地區(qū)都是雷擊斷線的高發(fā)區(qū)。

2.2012年下半年，陽東供電局郊區(qū)絕緣導線雷擊斷線問題得到重視，經(jīng)過組織配網(wǎng)運行方面的技術(shù)骨干進行研究探討，結(jié)合了陽東供電局設(shè)備的實際，決定于下半年在17條受雷擊最嚴重的10kV線路加裝了1300組防雷穿刺線夾。2012年1至5月份，未有安裝防雷設(shè)備線夾的線路斷線4次，安裝了穿刺型防雷線夾的線路斷線0次。因此，可以看出安裝防雷線夾對提高絕緣線路抵御雷電能力是有成效的。

二、絕緣線雷擊斷線的原因

架空線路上產(chǎn)生雷電過電壓有兩種，一種是雷直擊線路引起的直擊雷過電壓，另一種是雷擊線路附近由于電磁感應(yīng)所引起的感應(yīng)雷電過電壓。配電線路的遭受的雷擊中，約20%是直擊雷，約80%是感應(yīng)雷。配電線路絕緣水平低，即便裝設(shè)避雷線也會反擊，防止直擊雷的作用不大。配電線路主要是防止感應(yīng)雷電過電壓。造成絕緣線路雷擊斷線的主要原因是雷電閃絡(luò)后工頻續(xù)流燒斷導線引起的。

裸導線受到雷擊后線路閃絡(luò)，工頻續(xù)流電弧由于受到電磁力的作用，使電弧向落雷點的兩側(cè)迅速移動，雷電流經(jīng)過開關(guān)（刀閘）、變壓器、電纜等設(shè)備處的避雷器迅速流入大地，在工頻電流燒斷導線之前，引起跳閘，因而很少發(fā)生斷線事故。

絕緣導線遭受雷擊時，情況完全不同。雷電過電壓引起距雷擊點附近線路絕緣層最薄弱處發(fā)生閃絡(luò)，由于擊穿點附近絕緣物阻礙了電弧沿著導線表面向兩側(cè)移動，因而高達數(shù)千安培的工頻續(xù)流電弧只能在擊穿點燃燒，并在斷路器跳閘前就把導線熔斷。

三、防止雷擊斷線的措施

（一）安裝接地避雷線

在空曠地區(qū)對配電線路設(shè)置接地避雷線進行屏蔽，導線上的感應(yīng)過電壓將降為1-k倍，k為避雷線與導線之間的耦合系數(shù)與沖擊系數(shù)之積。對于導線高度為11m，導線間距為0.7m的配電絕緣線路，架設(shè)雷擊點距離此線路50m，雷電流幅值為100kA，未架設(shè)地線時，感應(yīng)過電壓的最大值為550kV；如果安裝了一根架空地線，高度為12m，則感應(yīng)過電壓的最大值可降低為330kV，降低了40%。可見采用架空地線限制感應(yīng)過電壓的作用還是比較大的。但是因為中壓配電線路的絕緣水平較低，雷擊架空地線后極易造成反擊閃絡(luò)，仍然會發(fā)生工頻續(xù)流燒斷絕緣導線。所以此方式對防止雷擊斷線而言并不能起到多大作用。因此只有在直擊雷頻繁區(qū)域架設(shè)地線以防直擊雷，并作為防止感應(yīng)雷電過電壓雷擊斷線的輔助手段。

（二）安裝避雷器

在配電線路上安裝避雷器是世界各國廣為采用的一種方法。其限制配電線路雷電過電壓的作用大致有兩個方面：一是限制感應(yīng)過電壓幅值，二是雷擊閃絡(luò)后吸收放電能量，限制工頻續(xù)流，達到保護導線的目的。

從前面雷擊斷線分析可以看出，持續(xù)在擊穿點的工頻續(xù)流是導致絕緣線燒斷的根本原因，限制工頻續(xù)流能有效地減少雷擊斷線故障。但是氧化鋅避雷器安裝時需剝除一段導線的絕緣層，安裝后再用絕緣罩密封，施工較復雜，而且線路密封的質(zhì)量也較難控制。

為了降低避雷器的故障率、延長避雷器的使用壽命，避免因加裝的避雷器缺陷引起線路故障，運行一段時間后的避雷器需要進行預防性試驗及輪換，也較大地增加了運行維護的工作量。

（三）安裝穿刺型防雷線夾

防止10kV架空絕緣導線雷擊斷線用“穿刺型防雷線夾”能定位雷電沖擊放電路徑，疏導工頻電弧，起到了保護絕緣導線免于雷擊斷線的作用。當雷電過電壓超過一定數(shù)值時，在防雷線夾的穿刺電極和接地電極之間引起閃絡(luò)，形成短路通道，接續(xù)的工頻電弧便在線夾的燃弧臂上燃燒，釋放過電壓能量，以保護導線免于燒傷。

該防弧金具由高壓電極、低壓電極和絕緣罩三部分構(gòu)成，其中高壓電極與絕緣導線穿刺連接，安裝時無須剝離絕緣導線絕緣層，且配戴絕緣罩，具有安裝方便、局部絕緣的特點。防弧金具的高、低壓電極構(gòu)成了雷電沖擊放電和工頻電弧燃燒兩個間隙，前一間隙可保證放電電壓穩(wěn)定，后一間隙能夠耐受工頻電弧的燒灼。絕緣罩采用硅橡膠模壓成型，絕緣性能優(yōu)良，與高壓電極配套使用，整體效果更佳。對于輻射形線路，防弧金具應(yīng)安裝在絕緣子的負荷側(cè)。對于環(huán)網(wǎng)形線路，防弧金具應(yīng)在絕緣子兩側(cè)對稱安裝，且用鋁線將高壓電極連接。穿刺型防雷線夾的出現(xiàn)，為解決絕緣導線防雷擊斷線的問題提出一種很好的選擇方案。

（四）提高線路絕緣耐壓水平

將針式瓷瓶更換為加強型瓷橫擔，提高線路的沖擊耐壓水平，確保只在特別高的雷電感應(yīng)過電壓作用下閃絡(luò)，工頻續(xù)流時因放電爬距大無法形成電弧而熄滅。

四、結(jié)語

配電網(wǎng)架空線路絕緣水平低，由感應(yīng)雷過電壓引起的雷害故障占配電網(wǎng)雷害事故中的絕大部分。因此，感應(yīng)雷過電壓的防護是配網(wǎng)電防雷首先要解決的問題。在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)分布范圍廣結(jié)構(gòu)復雜，其防雷工程是一項系統(tǒng)工程。只有結(jié)合各系統(tǒng)的實際，綜合應(yīng)用各種防護措施，才能有效防止雷害事故，提高電網(wǎng)安全運行水平。

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